DE1923436C3 - Vorrichtung zur Behandlung von flüssigen oder gasförmigen Medien in einem elektrostatischen Feld - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Art.

Wird z. B. Wasser mit einer solchen Vorrichtung, bei der eine Elektrode gegenüber dem Wasser isoliert ist, behandelt, so wird die Oberflächenspannung des Wassers reduziert und geladene, im Wasser gelöste Teilchen werden neutralisiert. Bei einer Behandlung des Wassers mit einer Vorrichtung, bei weither beide Elektroden gegenüber dem Wasser isoliert sind, erfolgt nach bisherigen Erkenntnissen eine Kernbildung oder Koagulation gelöster Verunreinigungen. Außerdem werden Molekülkomplexe aufgebrochen, wodurch die Kernbildung oder Koagulation unterstützt wird. Das so behandelte Wasser kann anschließend zur Entfernung der Schmutzteilchen durch ein Filter geführt werden.

Bei einer bekannten Vorrichtung der eingangs genannten Art (GBPS 6 06 154) werden aufgrund der gegebenen Elektrodenausbildung und Elektrodenan-

Ordnung, insbesondere im Verhältnis zu anderen leitenden Teilen der Vorrichtung, auf den Elektrodenteilen außerhalb der Behandlungszone nicht unerhebliche Ladungen aufgebaut, die eine optimale Ladsngskonzentration auf den Elektroden in der Behandlungszone verhindern. Ähnlich ungünstige Verhältnisse liegen bei einer anderen bekannten Vorrichtung (US-PS 32 02 601) vor. Diese Vorrichtungen arbeiten daher verhältnismäßig unzulänglich.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, die Unzulänglichkeiten der bekannten Vorrichtungen zu vermeiden und eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, bei der ein Abschließen von elektrischen Ladungen auf Elektrodenteile außerhalb der Behandlungszone verhindert und eine optimale ij Konzentration von Ladungen auf den in der Behandlungszone befindlichen Elektrodenteile erzielt wird.

Diese Aufgabe wird bei einer Vorrichtung der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Art gemäß der Erfindung durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils im Anspruch 1 gelöst. Mit dieser erfindungsgemäßen Ausbildung und Anordnung der Elektrodenteile kann ein Abfließen von elektrischen Ladungen im Bereiche außerhalb der Behandlungszone zuverlässig vermieden werden, so daß durch die optimale Konzentration des u.^ktrostatischen Feldes innerhalb der Behandlungszone eine sehr effektive Behandlung des Mediums möglich ist.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Vorrichtung gemäß der Erfindung, insbesondere auch deren Verwendung in einem vollständigen Behandlungssystem mit weiteren ähnlich aufgebauten Vorrichtungen und einem Filter, sind in den Unteransprüchen angeführt.

Weitere Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung ergeben sich aus den Darstellungen von Ausführungsbeispielen sowie aus der folgenden Beschreibung. Es zeigt

F i g. I eine Seitenansicht eines mehrstufigen Behandlungssystems, das mehrere Ausführungsformen der Vorrichtung gemäß der Erfindung und ein Filter aufweist,

F i g. 2 einen Vertikalschnitt einer Ausführungsform einer Vorrichtung gemäß der Erfindung,

Fig. 3 einen Horizontalschnitt entlang der Linie 3-3 nach F i g. 2,

Fig.4 einen vergrößerten Horizontalschniit entlang der Linie 4-4 nach Fig. I, welcher die Behandlungsvorrichtung darstellt, der sowohl in der zweiten ais auch in der dritten Stufe von F i g. 1 angewendet wird,

F i g. 5 einen vergrößerten Vertikalschnitt entlang der Linie 5-5 nach Fig. 1, der die Behandlungsvorrichtung nach Fig. 4 zeigt,

Fig. 6 einen Teilvertikalschnitt einer anderen Ausführungsform der Behandlungsvorrichtung,

Fig. 7 einen Horizontalschnitt entlang der Linie 7-7 nach F i g. 6,

Fig. 8 einen vergrößerten Vertikalschnitt der ersten Behandlungsvorrichtung, die in F i g. 1 dargestellt ist,

F i g. 9 einen Teilvertikalschnitt, der eine abgeänderte Oberflächenausbildung der inneren Elektrode der Vorrichtung gemäß Fig. 8 und 10 und der inneren Elektroden der Vorrichtung gemäß Fig. 13 und 14 darstellt,

I ig. 10 einen Horizontalschnitt entlang der Linie 10-lOvon Fig.8, 6s

F i g. 11 einen Vertikalschnitt einer Teilchenabtrenneinrichiung zum Gebrauch im System von Fig. I,

Fig. 12 eine schematische Darstellung einer zweiten Form einer Teilchenabtrenneinrichtung zum Gebrauch im System von Fig. 1,

Fig. 13 einen Vertikalschnitt einer weiteren Ausführungsform einer Behandlungsvorrichtung,

Fig. 14 einen Horizontalschnitt entlang der Linie 14-14 von Fig. 13 und

Fig. 15 eine vergrößerte teilweise weggebrochene Draufsicht einer Isolatorstützeinrichtung für jedes Ende der inneren Elektrode der Vorrichtung gemäß F i g. 8.

In Fig. 1 ist eine Einlaßleitung 20 einer ersten Behandlungsvorrichtung 22 dargestellt. Ein Wasserversorgungsrohr (nicht gezeigt) führt von einer Quelle, wie z. B. einer städtischen Wasserversorgung zu der Leitung 20. Das System, welches in F i g. 1 dargestellt ist, enthält weiterhin einen Erhitzer 24, eine zweite Behandlungsvorrichtung 26, eine dritte Behandlungsvorrichtung 28, ein Filter30,eine Wasserverbrauchende Einrichtung32, wie z. B. einen Boiler oder eine Eismaschine. Es soll jedoch bemerkt werden, daß die erste Behandlungsvorrichtung 22 alleine benutzt werden kann, je nachdem welcher Effekt erreicht werden soll, was im folgenden näher behandelt wird.

Bei der Installation und dem Aufbau des Systems von Fig. 1, werden dielektrische Verbindungsstücke 34 verwendet, um die verschiedenen Stufen des Gerätes miteinander ^u verbinden und um das gesamte System an das Wasserversorgungsrohr und die Einrichtung 32 anzuschließen. Somit ist das System zwischen dem Versorgungsrohr und dem Auslaß des Filters 30 völlig isoliert. Das Wasser strömt von links nach rechts von Jer Einlaßleitung 20 der ersten Behandlungsvorrichtung 22 durch die dazwischen liegenden Vorrichtungen zu dem Auslaß des Filters 30. Es erscheint auf der rechten Seite des Filters und steht in Verbindung zu dem Einlaß der Einrichtung 32. Die Benutzung von dielektrischen Verbindungsstücken 34 zwischen den verschiedenen Vorrichtungen ist eine zusätzliche Sicherung, daß das System jederzeit gegen geerdete Leitungswege isoliert ist. Darüber hinaus wird ein wirksames Isoliermaterial 36 in den Aufbauten sowohl für die erste Behandlungsvorrichtung 22 als auch für das Filter 30 verwendet.

Die erste Behandlungsvorrichtung 22 in Fig. 1 steht in Verbindung mit zwei zusätzlichen Behandlungsvorrichtungen 26 und 28. Die Behandlungsvorrichtung 22 kann jedoch alleine als Wasserbehandlungsvorrichtung verwendet werden, um die Oberflächenspannung des Wassers wirksam zu verringern und ein Ablagern von gelösten Verunreinigungen in dem Wasser auf der Oberfläche der Rohre und anderen Metalloberflächen der Einrichtung 32 zu verhindern. Die Behandlungsvorrichtung 22 ist im einzelnen in den F i g. 8 und 10 gezeigt. Sie umfaßt ein Paar aufrechtstehender, zylindrischer, konzentrischer Metallelektroden 38 und 40, zwischen denen das Wasser hindurchfließt, nachdem es in die Behandlungsvorrichtung 22 über die Leitung 20 eingeführt wurde. Eine Auslaßleitung 42 fördert das behandelte Wasser entweder direkt zu einer Benutzungseinrichtung oder zu folgenden Stufen des Wasserbehandlungssystems nach F i g. 1.

Die äußere Elektrode 40 besitzt einen einteiligen, halbkugelförmigen, unteren Endabschluß 44 und ist mit einem halbkugelförmigen oberen Endabschluß 46 versehen. Aneinanderpassende ringförmige Flansche an dem oberen Endabschluß 46 und das obere Ende des zylindrischen Körperteiles der Elektrode 40 sehen Mittel zur Befestigung des Abschlusses 46 an dem llauptkörper vor. Eine Reihe von Schrauben 48 befestigen die Flansche aneinander um eine kreisförmi-

ge isolierende Trennwand 50. Somit wird der Randteil der Trennwand 50 dicht zwischen den aneinandcrgcdrückten Flanschen gehalten. Am unteren Ende der Elektrode 40 ist eine zweite isolierende Trennwand 52 etwa an dem unteren Ende des zylindrischen Hauptkör- < pers der Elektrode 40 angeordnet. Die Trennwand 52 besitzt einen kreisförmigen äußeren Rand, welcher in Ergänzung zu der inneren Oberfläche der Elektrode 40 ausgebildet ist, um die Trennwand 52 an ihrer Stelle zu halten.

Beide Trennwände 50 und 52 haben zentrale ringförmige Öffnungen, die mit der Achse der Elektrode 40 ausgerichtet sind und die obere und untere Isolatorstützeinrichtungen 54 für die innere Elektrode 38 aufnehmen. Die innere Elektrode 38 ist ebenfalls zylindrisch ausgebildet und besitzt einteilig untere und obere halbkugelförmige Endabschlüssc 60 und 58. Jede der Einrichtungen 54 ist identisch aufgebaut und schließt einen Zylinder 62 aus isolierendem Material mit einem inneren offenen Ende, das den entsprechenden halbkugelförmigen Endabschluß 58 oder 60 aufnimmt. Bindemittel befinden sich in der zylindrischen Aushöhlung des Zylinders 62. um diesen mit den Abschlüssen 58 oder 60 sicher /u verbinden.

Das äußere Ende jedes Zylinders 62 ist durch eine Scheibe 64 abgeschlossen, die eine äußere abgeschrägte Umfangsaußenfläche in Ergänzung zu einer inneren Abschrägung in einer Abschlußkappc 66 aufweist. Eine kreisförmige Platte 68 liegt zwischen der Abschlußkappe 66 und einer federnden Polsterung 70, die für einen erschütterungsfesten Aufbau sorgt.

Der zusammengesetzte innere Elektrodenaufbau wird hergestellt, indem zuerst die beiden Zylinder 62 an ihrer Stelle an den jeweiligen halbkugelförmigen Endabschlüssen 58 und 60 befestigt werden. Die Elektrode 38 mit abgesetzten Zylindern 62 wird dann in eine Hülle 72 aus geeignet isolierendem Material, wie z. B. Teflon, eingesetzt, welches hitzeschrumpfbar ist. Nach dem die Hülle 72 geschrumpft ist. um sich der Ausbildung der Elektrode 38 und den Zylindern 62 anzupassen, wird das überschüssige Hüllenmatcrial an den äußeren Flächen der Scheiben 64 angeschnitten. Die Elektrode 38 und die Haltezylinder 62 bleiben in dem isolierenden Überzug eingefaßt zurück. Die Trennwände 50 und 52 werden an den eingefaßten Zylindern 62 befestigt, und die Abschlußkappen 66 werden dann an das äußere Ende des entsprechenden Zylinders 62 gebracht und an ihrer Stelle durch drei Schrauben 74 befestigt, welche durch die jweilige Platte 68 hindurchragen und von eingebrachten Öffnungen in der Scheibe 64 aufgenommen werden. Ein O-Ring 76 um jede Schraube 74 bildet einen Abschluß gegen Feuchtigkeit. Die Stützeinrichtungen 54 werden gegen seitliche Bewegung durch die Trennwände 50 und 52 gehalten. Longitudinal Bewegung der äußeren Elektrode 40 wird durch die Polsterung 70 unterbunden. Es sollte bemerkt werden, daß die einpassenden Abschrägungen der Scheiben 64 und der Abschlußkappen 66 die Enden der Hülle 72 dicht dazwischen festhalten, um einen wirksamen Abschluß am Außenrand jeder Abschlußkappe zu erhalten.

Eine elektrische Verbindung wird zu der inneren Elektrode 38 durch einen isolierten Leiter 78. der in den halbkugelförmigen Endabschluß 46 durch eine isolierende Buchse 79 und entlang der Achse des Abschlusses 46 ds zu einem axial ausgerichteten Punkt an dem Endabschluß 58 der inneren Elektrode 38 führt, wo das Ende des Leiters festgelötet sein kann. Die obere Polsterung 70 ist ausgeschnitten, um den Leiter 78 hindurch/ulassen, desgleichen die angrenzende Platte 68. die Abschlußkappc 66 und die Scheibe 64, wobei ein O-Ring 80 (Fig. 15) zwischen der Platte 68 und der Abschlußkappc 66 um den isolierten Loiter 78 angeordnet ist. Ein /weiter Leiter 82 ist an der äußeren Oberfläche der äußeren Elektrode 40 angelötel oder auf andere Weise befestigt.

Der Erhitzer 24 (Fig. I) enthält ein langgezogenes WidcrMandsheizclcment 8t, welches in dem Rohr liegt, welches die Auslaßleitung 42 der ersten Behandlungsvorrichtung 22 und die /weite Behandlungsvorrichtung 26 verbindet. Das Wasser fließt von der ersten Behandlungsvorrichtung 22 zu der zweiten Behandlungsvorrichtung 26, wobei es das Heizelement 81 in thermischer Berührung umströmt. Ein elektrischer Strom wird dem Element 81 über ein Leitungskabcl 83 zugeführt, welches durch eine wasserdichte Hülse oder Buchse in der Wand des Rohres geführt ist, in dem das Element 81 angeordnet ist. Das Leilungskabel 83 ist mit einer Spannungsquelle verbunden. Es können jedoch auch andere Heizeinrichtungen verwendet werden, wenn dies gewünscht wird. Der elektrische Widerstandsheizer wird hier nur beispielsweise angeführt. Ein Anstieg der Temperatur des Wassers um wenige Grade, während es von der ersten Behandlungsvorrichtung 22 zu der zweiten Behandlungsvorrichtung 26 strömt, fördert die Behandlung, die im folgenden näher beschrieben wird.

In den I- i g. 4 und 5 wird die zweite Behandlungsvorrichtung 26 im einzelnen dargestellt. Sie besitzt flache, ausgehöhlte Plattenclektrodcn 84 und 86, die im Abstand und parallel zueinander in einem langgezogenen Gehäuse 88 angeordnet sind. Hierdurch wird der Wasserfluß longitudinal dazu und zwischen den Elektroden 84 und 86 hindurch geführt. Das Gehäuse 88 ist mit einander gegenüberliegenden Einlaß- und Auslaßenden 90 und 92 versehen, welche sich nach außen erweitern und Flansche 94 und 96 ausbilden. Der Flansch 94 an dem Einlaßende ist mit einem angepaßten Flansch 98 des Rohres verbunden, welches von dem Heizer 24 herführt. Die Verbindung wird durch das dielektrische Verbindungsstück 34 hergestellt. Ähnlich ist der Flansch 96 an dem Auslaßende mit einem anpassenden Flansch 100 des Rohres verbunden, welches zu der dritten Behandlungsstufe 28 führt. Die Verbindung wird durch ein anderes dielektrisches Verbindungsstück 34 hergestellt. Die Fig.4 zeigt die Verbindungsstücke 34 im Detail und veranschaulicht, daß jedes Verbindungsstück 34 eine ringförmige Dichtung 97 aus isolierendem Material enthält, welche zwischen den Flanschen und isolierenden Hülsen oder Buchsen 99 auf den Schäften der Schrauben des Verbindungsstückes liegen, um die Schrauben und Muttern von den metallischen Flanschen zu isolieren. hür jeden Aufbau ist das Gehäuse SS in der Miue zwischen den beiden Enden unterteilt in zwei Abschnitte, die mit Flanschen 102 und einer Reihe von Schrauben 104 verbunden sind, die die Flansche 102 gegen eine Dichtung 106 festhalten, um für eine wasserdichte Verbindung zu sorgen.

Ein Paar von Endwänden 108 aus isolierendem Material sind in dem Gehäuse 88 an den Enden 90 und 92 angebracht und sind so ausgebildet, daß sie die Endkanten der Elektroden 84 und 86 aufnehmen und halten. Darüber hinaus nehmen obere und untere Platten 110 und 112 (Fig. 5) jeweils aus isolierendem Material die l.ängskanicn der Elektroden 84 und 86 über

die gesamte Länge jeder Elektroden auf und halten diese. Sowohl die Quer- als auch die Längskanten der Elektroden 84 und 86 sind so abgerundet, daß sie keine scharfen Ecken aufweisen, die Gebiete übermäßiger Ladungsdichtc bilden könnten. Das Gehäuse 88 ist im Querschnitt rechtwinklig, wobei die Seitenwände eine größere Breite aufweisen. Die Elektroden 84 und 86 sind parallel zu den .Seitenwänden angeordnet und bilden einen langgezogenen engen Raum 114 zwischen den Elektroden aus, durch welche das Wasser fließt. Der Raum 114 steht in Verbindung mit den Durchführungen des Mediums, die durch die Einlaß- und Auslaßenden 90 und 92 vermittels eines Schlitzes 116 in jeder Endwand 108 ausgebildet werden, die in Verbindung mil dem Raum 114 stehen. Jede der Elektroden 84 und 86 ist mit einem Überzug 118 aus einem isolierenden Material, wie z. B. Tetrafluoräthylen überzogen.

Isolierte elektrische Leiter 120 und 122 sind durch wasserdichte Buchsen 124 und 126 in den Seitenwänden des Gehäuses 88 geführt und sind elektrisch mit den entsprechenden Elektroden verbunden. Die Leiter 120 und 122, ebenso wie die Leiter 78 und 82 der ersten Behandlungsvorrichtung 22, sind in F i g. 1 schematisch dargestellt. Die positive Anschlußklemme einer Quelle 128 eines Gleichspannungspotentials ist mit den Leitern 78 und 122 verbunden und die negative Anschlußklemme mit den Leitern 82 und 120. Obleich die dritte Behandlungsvorrichtung 28 im Aufbau der zweiten Behandlungsvorrichtung 26 gleicht, sind Leiter 120«i und 122a mit einer Quelle 130 eines Wechselspannungspotentials, wie z. B. einer üblichen 60-Hertz-Wechselstromversorgung verbunden.

An diesem P'.mkt sollte erwähnt werden, daß vom elektrischen Standpunkt aus gesehen ein grundlegender Unterschied zwischen der ersten Behandlungsvorrichtung 22 und der zweiten Behandlungsvorrichtung 26 besteht, indem nämlich eine Elektrode der ersten Behandlungsvorrichtung (die äußere Elektrode 40) nicht von dem Wasser isoliert ist. Der Zweck dieser Unterscheidung wird im folgenden im Zusammenhang mit den anderen Ausführungsformen der Behandlungsvorrichtung 22,die in den Fig. 8 und 10 dargestell ist. als eine zweite Behandlungsvorrichtung oder anstelle der dritten Behandlungsvorrichtung 28 durch Hinzufügen eines Überzuges aus isolierendem Material auf die innere Oberfläche der Elektrode 40 verwendet werden könnte. Auf ähnliche Weise könnte die Behandlungsvorrichtung 26 der F i g. 4 und 5 als eine erste Behandlungsvorrichtung verwendet werden, wenn der isolierende Überzug 118 auf einer der Elektroden 84 oder 86 entfernt würde. Dies trifft auch für die Ausführungsform der Behandlungsvorrichtungen zu. die im folgenden erläutert werden. Bei der Benutzung einer besonderen Ausführungsform einer Behandlungsvorrichtung als erste Behandlungsvorrichtung im vorzugsweise die negative Elektrode gegenüber dem Medium nicht isoliert.

Die in den Fi g. 2 und 3 dargestellte Ausführungsform einer Behandlungsvorrichtung enthält ein Paar von im Abstand angeordneten Elektroden 132 und 134. die sich in einem Gehäuse 136 befinden, welches mit einer Hinlaßleitung 138 und einer Auslaßleitung 140 verschen ist. die einen Durchlaß bilden, um das Medium, z. B. Wasser, zwischen den beiden Elektroden 132 und 134 hindurchzuführen. Die Elektroden sind einander gegenüber auf gegenüberliegenden Seiten eines offenen Bereiches 142 angeordnet. Die Elektroden sind jeweils st) ausgebildet, um das elektrische feld zwischen sich in dem zentralen begrenzten Teil des Bereiches 142 zu konzentrieren.

|ede der Elektroden 132 und 134 ist lang gestreckt und hohl sowie vorzugsweise aus einem dünnwandigen .Stahlaufbau. Der äußere Teil jeder Elektrode 132 oder 134 ist im wesentlichen halbzylindrisch geformt und geht in konvergierende tangential Verlängerungen 144 über, die in einer gebogenen inneren Längskante 146 mit einem geringeren Krümmungsradius als der des

ίο halbzylindrischcn äußeren Teiles abschließen. Somit hat jede Elektrode 132 und 134 eine langgezogene quergekrümmte Längskante 146 mit relativ geringem Radius, wobei sich die Längskanten 146 der beiden Elektroden direkt gegenüberstehen (F i g. 3). Die Enden der Elektroden 132 und 134 sind durch abgerundete Endwände 148 abgeschlossen. Die äußere Oberfläche jeder Elektrode 132 und 134 ist bedeckt oder überzogen mit einem isolierenden Material 150, wie z. B. einem synthetischen Harz (Tetrafluoräthylen).

Das Gehäuse 136 hat die Form einer langgezogenen aufrechten Kapsel mit oberen und unteren Enden 152 und 154. Das untere Ende 154 ist mit dem Hauptkörper des Gehäuses integral verbunden, während das obere Ende 152 einen abnehmbaren Deckel mit einem Flansch 156 besitzt, welcher an einen Flansch 158 an dem Hauptkörper des Gehäuses 136 durch eine Reihe von Schrauben 160 befestigt ist. Eine geeignete Dichtung 162 liegt zwischen den Flanschen 156 und 158, um einen wasserdichten Abschluß zu bilden. Das Gehäuse 136 stellt ein Paar einander gegenüberliegender Elektrodenkammern auf entgegengesetzten Seiten des Bereiches 142 dar, wobei jede Kammer einen Innenraum aufweist, der größer als die entsprechenden Elektroden ist. Ein isolierendes Halteglied 164 aus synthetischem Harzmatcrial. wie z. B. Tetrafluoräthylen, umgibt die Elektroden 132 und 134 und füllt den Raum in jeder Elektrodenkammer aus. Das Halteglied 164 erstreckt sich ebenso ganz über den oberen und unteren Teil der beiden Elektroden und überspannt die Strecke zwischen den letzteren und den oberen und unteren Enden 152 und 154 des Gehäuses 136. Somit ist für eine stoßsichere Halterung für die Elektroden gesorgt, und die Elektroden sind von dem Gehäuse isoliert.

Jede der Seitenwände des Gehäuses 136 ist mit einem Paar auseinanderliegender nach innen ragender Rippen oder Flansche 166 versehen, die die Seiten des Bereichs 142 festlegen und für Anschläge für das isolierende Halteglied 164 sorgen. Die Leitungen 138 und 140 bilden integrale Ausdehnungen des Gehäuses 136 und sind vertikal verlängert, um Ansatzrohre 168 und 170 auszubilden, die mit dem Bereich 142 über Schlitze 172 und 174 in Verbindung stehen. Die Schlitze 172 und 174 erstrecken sich im wesentlichen über die Länge der Elektroden 132 und 134 und der Ansatzrohre 168 und

ss 170. wobei der Schlitz 174 enger als der Schlitz 172 ist, um den Durchfluß leicht zu hemmen. Hierdurch wird die Durchflußrate des Mediums zwischen den gegenüberliegenden Längskanten 146 der Elektroden verringert. Die Leitungen 138 und 140 sind mit Kupplungen 169 und 171 für die Zufuhr- und Abfuhrrohre ausgestattet.

Elektrische Verbindungen zu den Elektroden 132 und 134 werden durch ein Paar von Leitern 176 und 17Ϊ gebildet, welche durch das obere Ende 152 des Gehäuses 136 und durch das isolierende Glied 164 in da«

6s Innere der beiden Elektroden führen. Jeder der Leitet 176 und 178 wird in das Gehäuse 136 durch eine wasserdichte Fassung 180 und durch eine wasserdichte Buchse 182 in die jeweilige Elektrode geführt.

Eine weitere Ausführungsform einer Behandlungsvorrichtung ist in Fig. 6 und 7 dargestellt. Eine aufrechte zylindrische Elektrode 184 ist in einem aufrechten langgezogenen Gehäuse 186 angeordnet, wobei ein Wandteil 188 des Gehäuses 186 die zweite Elektrode der Behandlungsvorrichtung bildet. Die innere Elektrode 184 ist mit oberen und unteren konvexen Endabschlüssen 190 versehen, die jeweils abgerundete Umfangsaußenseiten aufweisen, die in den zylindrischen Hauptkörperteil der Elektroden 184 übergehen. Die innere Elektrode 184 ist über ihre gesamte Länge mit einer Isolation 192, z. B. aus Tetrafluoräthylen, überzogen oder in diese eingefaßt. In Fig. 6 ist nur der obere Endteil der Behandlungsstufe dargestellt, da der andere Endteil den gleichen Aufbau aufweist.

Der Gehäusewaiidieii iSS mündet am oberen Ende in einen Flansch 194, an dem eine Deckplatte 1% durch eine Reihe von Muttern und Schraubenanordnungen 198 befestigt ist. Eine Dichtung 200 liegt zwischen der Deckplatte 196 und dem Flansch 194, um einen wasserdichten Abfluß zu bilden.

Das Gehäuse 186 weist einen halbzylindrischen Wandabschnitt 202 auf, der in im wesentlichen tangentiale Teile 204 einmündet, die sich bis zu dem Wandteil 188 erstrecken, der nahe bei der inneren Elektrode 184 liegt. Der Wandteil 188 weist eine konkave innere Oberfläche 206 gegenüber der konvexen äußeren Oberfläche der inneren Elektrode 184 auf. Der Raum zwischen der inneren Elektrode 184 und dem halbzylindrischen Wandteil 202 des Gehäuses 186 ist mit isolierendem Material 208 ausgefüllt, welches teilweise die innere Elektrode 184 umgibt. Die Enden 190 der inneren Elektrode 184 werden ebenfalls von einem isolierenden Material 210 gehalten, welches den Raum zwischen dem oberen Endabschluß 190 der Elektrode 184 und der Dichtung 200 mit ORingen 212 ausfüllt, die zwischen der Dichtung 200 und dem oberen isolierenden Haltematerial 210 angeordnet sind, um einen wasserdichten Verschluß zu bilden.

Die konkave innere Oberfläche 206 der Wandteile 188 ist konzentrisch mit der Elektrode 184 und wirkt mit dieser zusammen, um einen Bereich 214 dazwischen für den Durchfluß des Mediums zwischen den beiden Elektroden zu bilden. Die Oberfläche 206 und die gegenüberliegende langgestreckte, in Querrichtung konvexe Oberfläche der Elektrode 184, die nicht von isolierendem Material 208 umgeben ist, liegen näher beieinander als die anderen Teile der inneren Elektrode 184 und des Gehäuses 186.

Die beiden Wandteile 204 des Gehäuses 186 sind mit einem Einlaßschlitz 216 und einem kleineren Auslaßschlitz 218 verschen, die jeweils mit einem langgestreckten aufrechten Einiaß-Ansatz-Rohr 220 und einem ΙηηιτσρΕίΓΛΓίίρη aufrechten A.uslsß Ans«*? Rohr 222 in Verbindung stehen. Die Ansatzrohre 220 und 222 sind den Ansatzrohren der Fig. 3 ähnlich und gleichfalls einstückig mit dem Gehäuse 186 verbunden, um eine Verlängerung von diesem zu bilden, wobei die Schlitze 216 und 218 über die Länge des zylindrischen Hauptkörperteils der inneren Elektrode 184 führen. Die Ansatzrohre 220 und 222 weisen Kupplungen 224 und 226 für Zufuhr- und Abfuhrrohre auf.

Ein elektrisches Potential wird an das Gehäuse 186 gelegt, urn den Elektroden bildenden Wandteil 188 vermittels einer Verbindung in Form eines Leiters 228, der an dem Wandteil 188 angelötet oder auf andere Weise befestigt ist. aufzuladen. Eine elektrische Verbindung ist ebenso für die innere Elektrode 184 durch einen Leiter 230 gegeben, der sich durch eine wasserdichte Buchse 232 in der oberen Deckplatte 1% erstreckt. Der Leiter 230 wird durch das Material 210 und in die Innenseite der Elektrode 184 durch den oberen Endabschluß 190 geführt.

In den Fig. 13 und 14 wird eine weitere Ausführungsform einer Behandlungsvorrichtung gezeigt, die der Behandlungsvorrichtung der F i g. 8 und 10 zum Teil

ίο ähnlich ist. Zwei Paare von zylindrischen inneren Elektroden 234 weisen geschlossene halbkugelförmige Enden auf und sind in einem zylindrischen Gehäuseaufbau 235 angeordnet, der ebenfalls mit halbkugelförmigen Endabschlüssen 238 ausgestattet ist. Der untere Endabschluß 240 ist einteilig mit dem zylindrischen Körperteil des Gehäuseaufbaus 236 verbunden, während der obere Abschluß 238 an seinen umfangsaußenseiten angeflanscht und durch eine Reihe von Schrauben 242 an einen passenden Flansch an dem oberen Ende des Hauptkörpers des Gehäuseaufbaus 236 befestigt ist. Eine obere isolierende Trennwand 244 wird zwischen den aneinanderpassenden Flanschen gehalten und sorgt für eine seitliche Halterung der inneren Elektroden 234. Eine untere isolierende Trennwand 246 wird durch die Elektroden 234 gehalten, indem sie an ihren unteren Enden anliegt und ebenfalls für eine seitliche Halterung der inneren Elektroden 234 sorgt. Ein Paar von federnden Polstern 248 aus Gummi oder dergleichen liegen zwischen den Enden der inneren Elektroden 234 und den Enden der Abschlüsse 238 und 240, um für einen stoßsicheren Aufbau für die inneren Elektroden 234 zu sorgen und im wesentlichen longitudinal Verschiebungen auszuschließen.

lcde der inneren Elektroden 234 ist in einer Weise aufgebaut, die im Zusammenhang mit der inneren Elektrode 38 der Ausführungsform einer Behandlungsstufe der l· i g. 8 und 10 beschrieben wurde. Es werden jedoch Endhalterungen vereinfachter Ausführung für jede innere Elektrode 234 benutzt; jede solche Halterung kann z. B. einen zylindrischen Block aus isolierendem Material enthalten, der in einer konkaven Ausbuchtung den jeweiligen halbkugelförmigen Endabschluß der Elektrode ergänzend aufnimmt und hiermit verbunden ist. Eine Hülse 250 aus in Hitze schrumpfenden isolierenden Material wird über die Elektroden und die Endblöcke gezogen, um die gesamte Anordnung einzuschließen; ein Ring 252 aus isolierendem Material umgibt jeden eingefaßten Endblock zur Festigung des Aufbaues.

Eine Einlaßleitung 254 ist koaxial mit dem Gehäuseaufbau 236 angeordnet und führt in diesen durch den oberen Endabschluß 238. Die Leitung 254 weist einen Abschnitt 254a aus isolierendem Material innerhalb des Gehäuseaufbaus 236 auf, der an einer öffnung 256 in der oberen Trennwand 244 endet und von der Kammer, die durch die Trennwand 244 und dem Endabschluß 238 gebildet wird, abgetrennt ist. Somit wird das Medium in einen Bereich 258 im Zentrum der vier Elektroden 234 geführt und durch zwei Trennwände 244 und 246 und dem zylindrischen Hauptkörperteil des Gehäuseaufbaus 236 begrenzt. Der Leitungsabschnitt 254a ist in F i g. 14 gestrichelt dargestellt, um seine koaxiale Lage in bezug auf das Gehäuse 236 zu zeigen. Man bemerkt, daß die vier Elektroden 234 im gleichen Abstand um die Achse des Gehäuseaufbaus 236 angeordnet sind und auch den gleichen radialen Abstand von der Achse haben. Die Auslaßleitung 260 stent mit dem Bereich 258 durch die Wand des Gehäuses 236, die an die untere Trennwand

246 grenzt, in Verbindung. Ein Leiter 262 ist mit jeder Elektrode 234 in der in F i g. 8 für den Leiter 78 gezeigten Weise verbunden und führt durch den Endabschluß 238.

Eine Abwandlung der Oberflächenausbildung der inneren Elektrode 38 der F i g. 8 und 10 oder der inneren Elektroden 234 der Fig. 13 und 14 ist in F i g. 9 dargestellt. Anstatt mit einer glatten Oberfläche ist die Elektrodenfläche von F i g. 9 mit einer Reihe von Rippen 264, die die Elektrode umgeben, ausgestattet. Du Rippen 264 können in Form eins fortlaufenden äußeren Gewindes ausgebildet sein, das sich über den zylindrischen Körperteil der Elektrode erstreckt. Jede Rippe 264 stellt ein Paar konvergierender Oberflächen 266 dar, die in einer fortlaufenden quer gekrümmten mit kleinem Radius versehenen Kante 268 enden. Die V-förmigen Einschnitte (wie in dem Querschnitt gezeigt), die von den verschiedenen Rippen 264 gebildet werden, sind mit einem isolierenden Material 270 ausgefüllt, und die isolierende Hülse 72 (oder 250) wird auf die Elektrode, wie oben beschrieben, aufgeschrumpft. Die Oberflächen der halbkugelförmigen Endabschlüsse der Elektrode bleiben glatt und ununterbrochen.

In F i g. 11 ist eine Teilchenabtrenneinrichtung gezeigt, die anstelle des Filters 30 in dem Gerät nach F i g. 1 verwendet werden kann. Die Einrichtung enthält ein aufrechtes rohrförmiges metallisches Gehäuse 272, auf welchem eine doppelseitige pneumatische oder hydraulische Kolben- und Zylinderanordnung 274 aufgesetzt ist. Die Kolbenstange in der Anordnung 274 ist axial mit der Achse des Gehäuses 272 ausgerichtet und mit einem scheibenförmigen Kolben 276 an ihrem unteren Ende versehen.

Das Gehäuse 272 enthält ein zylindrische¹, metallisches Innenwandglied 278, welches im Abstand von der äußeren Wand des Gehäuses 272 angeordnet ist; ein fortlaufendes geripptes Rohr 280 von spiraliger Ausbildung ist in dem Raum zwischen den beiden Wänden angeordn?t und steht mit dem Einlaß 282 und dem Auslaß 284 in Verbindung. Ein Erwärmungs- oder Kühlmittel wird in den Einlaß 282 gepumpt oder fließt aufgrund der Schwerkraft in diesen, um nach unten durch das spiralige Rohr 280 zu dem Auslaß 284 zu gelangen. Das innere Wandglied 278 wird somit entweder erwärmt oder gekühlt durch die Einwirkung des Mediums, das in dem Rohr 280 fließt.

Ein zweiter Einlaß 286 steht mit dem oberen Ende des Gehäuses 272 über dem Innenwandglied 278 in Verbindung: der Fluß des Mediums in das Gehäuse 272 durch den Einlaß 286 wird durch ein elektrisches Ventil 288 gesteuert. Der Einlaß 286 würde in Verbindung mit dem Auslaß entweder der zweiten Behandlungsvorrichtung 26 oder der dritten Behandlungsvorrichtung 28 des Gerätes von F i g. 1 stehen. Ein zweiter Auslaß 290 steht in Verbindung mit einem Auffangbehälter 292, der durch den unteren Teil des Gehäuses 272 gebildet wird, und wird von einem Elektroventil 294 gesteuert. Ein Abflußventil 296 steht in Verbindung mit einem Abflußrohr 298, welches von dem Auffangbehälter 292 wegführt und von einem elektrischen Ventil 300 betätigt wird. Eine Erdverbindung besteht mit dem Gehäuse 272 über die Leitung 302. Ein Druckschalter 304 spricht auf Druck des Mediums über der zylindrischen Innenwand 278 an, um die Kolben- und Zylinderanordnung 274 zu betätigen, wenn der Druck einen vorbestimmten Wert erreicht, was im folgenden beschrieben wird.

Eine zweite Form einer Teilchenabtrenneinrichtung ist schematisch in F i g. 12 dargestellt. Ein Rohr 306 steht in Verbindung mit dem Auslaß entweder der zweiten Behandlungsvorrichtung 26 oder der dritten Behandlungsvorrichtung 28 des Gerätes von Fig. 1. Das Rohr 306 ist mit einer Düse oder einem Kopf 308 ausgestattet, welcher das Wasser gegen die elektrisch leitende Oberfläche einer metallischen Platte 310 sprüht, welches über ein Wärmeaustausch rohr 312 auf einer Temperatur gehalten wird, die entweder höher oder niedriger als die

ro des Wassers ist. Das Wärmeaustauschrohr 312 läßt ein kühlendes oder erwärmendes Medium zirkulieren, welches von einer Quelle (nicht gezeigt) zugeführt wird. Die Oberfläche der Platte 310, auf welche das Wasser gesprüht wird, ist in einer vertikalen Ebene aufgestellt, so daß das Wasser davon in einen Auffangbehälter 314 abfließen kann, der in Form eines Fallwasserkastens dargestellt ist, der im allgemeinen in Verbindung mit Kühltürmen benutzt wird. Die Platte 310 wird auf Erdpotential durch einen Leiter 316 gehalten, der von der Platte 310 in das Wasser in dem Behälter 314 hinabragt, wobei der Behälter auf Erdpotential entweder durch Aufbau in einer Aushebung oder durch Erdungsverbindungen liegt. Ein Auslaß 318 für den Behälter 314 ist über dem Boden des Behälters angeordnet und steht bei den Anwendungen für Kühltürme normalerweise in Verbindung mit der Saugseite einer rotierenden Pumpe für den Wärmeaustauscher.

Im folgenden wird die Betriebsweise der Vorrichtung beschrieben.

Ein elektrisches Feld wird zwischen den Elektroden der ersten Behandlungsvorrichtung 22 aufgebaut, in welche entsprechend F i g. 1 Wasser durch die Einlaßleitung 20 geführt wird. In den Fig. 8 und 10 kann man sehen, daß der Wasserfluß um die innere Elektrode 38 der ersten Behandlungsvorrichtung 22 und nach unten in Richtung der Auslaßleitung 42 fließt. Indem das Wasser durch den ringförmigen Bereich 43 zwischen der inneren Elektrode 38 und der äußeren Elektrode 40 fließt, wird es dem elektrostatischen Feld ausgesetzt, das zwischen diesen Elektroden liegt. Es sei bemerkt, daß der Abstand zwischen der äußeren Oberfläche der inneren Elektrode 38 und der inneren Oberfläche der äußeren Elektrode 40 in dem Bereich 43 des Wasserflusses geringer ist als der Abstand zwischen den Endabschlüssen 58 und 60 und den entsprechenden Endabschlüssen 46 und 44. Darüber hinaus befinden sich die Metallscheiben 64 und Abschlußkappen 66 in einem größeren Abstand zu den jeweiligen Endabschlüssen 58 und 60 der inneren Elektrode 38 als die radiale Entfernung zwischen den beiden Elektroden. Somit erscheint die größte Konzentration der elektrischen Ladung auf dem zylindrischen Hauptkörperteil der inneren Elektrode 38, wo die äußere Elektrode 40 am nächsten dazu liegt. Darüber hinaus schließt der größere Abstand der Scheiben 64 und Abschlußkappen 66 von den Endabschlüssen 58 und 60, der oben erwähnt wurde, zusammen mit der halbkugelförmigen Ausbildung der Endabschlüsse 58 und 60 eine Konzentration der elektrischen Ladungen an den Enden der inneren Elektrode 38 aus, welche natürlich den Bereich 43 des Wasserflusses nicht wesentlich begrenzen. Die halbkugelförmige Ausbildung, die für die Endabschlüsse 44 und 46 der äußeren Elektrode 40 benutzt wird, vermindert die Ladungskonzentration an den Enden der Elektroden ebenfalls wirksam.

Wenn es erwünscht ist, kann die Oberflächenausbildung, die in Fig. 9 dargestellt ist, für die inneren

Elektroden 38 angewendet werden, um die elektrischen Ladungen an den Kanten 268 mit kleinem Radius der Rippen 264 zu konzentrieren. Da die größte Dichte der elektrischen Ladungen in Zonen scharfer Krümmung auf der Oberfläche beladener Elektroden erreicht wird, führt der Wasserstrom zwischen den Elektroden 38 und 40 durch ein elektrisches Feld, welches an jeder Kante 268 verstärkt wird.

Man glaubt, daß die erste Behandlungsvorrichtung 22 -lufgrund der Tatsache, daß die äußere Elektrode 40 blank ist und in direktem Kontakt mit dem fließenden Wasser steht, die Orientierung der polaren Wassermoleküle in der Weise ändert, daß die Lösefähigkeit des Wassers entsprechend einer Verminderung der Oberflächenspannung verbessert wird. Darüher hinaus neutralisiert die erste Behandlungsvorrichtung 22 offensichtlich gelöste Verunreinigungsionen im Hinblick auf die metallischen Oberflächen der Rohre usw., mit denen das Wasser letztlich während des Gebrauchs in Berührung gebracht wird. Dieses verhindert ein Ausplatten gelöster Mineralien in dem Wasser auf solchen Oberflächen, um die Ausbildung von Ablagerungen zu verhindern und die Korrosionsprobleme zu verringern. Daher kann die Auslaßleitung 42 der ersten Behandlungsvorrichtung 22 direkt mit der Wasser verbrauchenden Einrichtung, wie z. 3. der Einrichtung 32 (Boiler), der in F i g. 1 dargestellt ist, verbunden werden, ohne weitere Vorrichtungen dazwischen zu schallen, die im folgenden behandelt werden. Ob dazwischen liegende Vorrichtungen eingeschaltet werden sollen oder nicht, hängt von der besonderen Anwendung ab. die im folgenden deutlich wird. Widerstandsbrückenmessungen zeigen, daß das Wasser nach der Behandlung mit der ersten Vorrichtung einen größeren Widerstandswert aufv/eist. In einem Maschinenkühlsystem z. B. wurden bei Wasser vor der Behandlung 94 Mikroampere und nach der Behandlung 12 Mikroampere gemessen.

Der Erhitzer 24 erhöht die Temperatur des Wassers, welches von der ersten Behandlungsvorrichtung 22 kommt, und wird deswegen angewendet, da herausgefunden wurde, daß diese Temperaturerhöhung die Wirkungsweise der zweiten Behandlungsvorrichtung 26 verbessert. Wie aus den F i g. 4 und 5 klar wird, sind die Elektroden 84 und 86 der zweiten Behandlungsvorrichtung 26 ganz von dem Wasser isoliert und eine unterschiedliche Wirkungsweise wird erreicht. In der ersten Behandlungsvorrichtung 22, wo eine Elektrode blank war, wird das Wasser effektiv in einem bestimmten Maß ein Bestandteil der blanken Elektrode entsprechend seiner natürlichen Leitfähigkeit, die durch y» die Anwesenheit gelöster Verunreinigungen hervorgerufen wird. In der zweiten Behandlungsvorrichtung 26 wird das Wasser jedoch außer Kontakt mit beiden Elektroden gehalten und wird ein Medium, durch welches sich die elektrischen Kraftlinien ausdehnen müssen.

Man nimmt an, daß sich normalerweise die Dipolwasscrmoleküle um d<e einzelnen Ionen der gelösten Verunreinigungen legen. Bei der Behandlung, die durch die zweite Behandlungsvorrichtung 26 erreicht wird, tritt eine Polarisationswirkung innerhalb der wäßrigen Lösung aufgrund der Tatsache ein, daß beide Elektroden keinen elektrischen Kontakt mit der Losung haben. Die l'olarisationswirkung verursacht ein Ausrichten der Dipolwassermolcküle und der Ionen der gelösten < >? Verunreinigungen. Man nimmt weiterhin an. daß die Ionen somit von den umgebenden Wassermolekiileii befreit werden, wodurch entgegengesetzt geladene Ionen eine durch gegenseitige Anziehung gehaltene Anordnung bilden können. Diese Anordnung bildet einen ionischen Kristall und ist daher nicht langer eine gelöste Verunreinigung, sondern ein Teilchen, das durch Kernbildung oder Koagulation geboren wurde und somit entfernt werden kann.

Es sollte bemerkt werden, daß die abgerundeten Quer- und Längskanten dei Elektroden 84 und 86 der zweiten Behandlungsvorrichtung 26 hohe Konzentrationen elektrischer Ladungen außerhalb des Bereiches 114 zwischen den Elektroden verhindern, durch welche das Wasser fließt. Somit wird das Wasser der stärksten Konzentration elektrischer Ladungen ausgesetzt, wenn es zwischen den Pla'.tenelektroden 84 und 86 fließt.

Die dritte Behandlungsvorrichtung 28 ist wahlweise und dient zur Steigerung der Kcrnbildung oder Koagulation, die oben erwähnt wurde. Obgleich der Kernbildungs- oder Koagulationseffekt nicht erreichl wurde, bis das Wasser dem Feld der zweiten Behandlungsvorrichtung 26 unterworfen wurde, ist es notwendig, daß das Wasser zunächst dem Feld der ersten Behandlungsvorrichtung 22 ausgesetzt wird, bevor die zweite Behandlungsvorrichtung 26 eic Kernbildung oder Koagulation wirksam erreichen kann Die dritte Behu idlungsvorrichtung 28 wendet eir elektrisches Wechselfcld an. das zwischen zwe Elektroden aufgebaut wird. Beide Elektroden sind vorr Wasser isoliert. Man nimmt an, daß zyklische Vertäu schungen des Wechselfeldes einen Verbindunger aufbrechenden Effekt hervorbringt, da die Wasscrmolc küle versuchen, den wechselnden Fcldrichtungen 7.1 folgen. Hierdurch wird die Kerribildung oder Koagula tion gefördert.

Suspendiertes und kernförmiges oder koaguliertc Material in Wasser, das von der dritten Bchandlungs vorrichtung 28 herkommt, kann durch die Anwendung eines Filters 30 entfernt werden. Andererseits kann da? Wasser, welches suspendiertes und kcrnhaltiges odci koagulieries Material enthält, dem Einlaß 286 einei Teilchcnabtrcnneinrichiiing nach Fig. 11 zugeführ werden. Hierauf fließt das Wasser nach unten über die elektrisch leitende Innenfläche des metallischen Wand glicdes 278 und in den Auffangbehälter 292 unc schließlich von da aus durch den Auslaß 290. Die Temperatur des Wandgliedes 278 wird um wenig{ Gi ade (H)" bis 15° F z. B) über oder unter dei Temperatur des einströmenden Wassers gehalten. Da: Wandglied 278 liegt auf Erdpotential. Es wurd( gefunden, daß das Material in dem Wasser cntsprc chend einer Förderung der Kcrnbildung oder Koagula tion in dem Auffangbehälter 292 und an der innerer Oberfläche des Wandgliedes 278 abgelagert wird. Mar nimmt an, daß dieses ein Ergebnis der Entladung de Wassers unter gleichzeitigem Druckabfall gegen eint elektrisch leitende Oberfläche auf Erdpotential ist, di< auf einer Temperatur gehalten wird, die einige Grad( von der des Wassers verschieden ist. Der Druckschalte 304 kann in Verbindung mit einer Steuerschaltung (nich gezeigt) benutzt werden, um die Kolben- und Zylinder anordnung 274 /u betätigen, wenn der Druck in de Kammer über dem Wandglied 278 einen vorbestimmlei Wert erreicht. Fin solcher Druckaufbau wird durch dii schrittweise Ansammlung abgelagerter Teilchen auf de inneren 1 lache des Wandgliedcs 278 verursacht Betii'igung tier Anordnung 274 führt den Kolben 27h 11 die durch gestrichene Linien dargestellte LiIgC(I 1 g. I 1 und entfernt die Ablagerung von der inneren Oberfla ι he ties Wanderliedes 278, worauf diese Ablagerung 11

den Auffangebehälter 292 fällt. Wenn schließlich die Ansammlung der Ablagerung in dem Auffangebehälter 292 übermäßig wird, wird die Trenneinrichtung gereinigt, indem zuerst die Ventile 288 und 294 geschlossen und dann das Abflußventil 296 geöffnet wird. Es folgt die Betätigung der Anordnung 274, um die Ablagerung von dem Auffangbehälter 292 zu entfernen. Eine genügende Menge Wasser wird in dem Gehäuse 272 zur Reinigung aufgenommen. Darauf wird das Einlaßventil 288 geöffnet, um das Gehäuse 272 zu spülen. Die normale Betriebsweise wird wieder aufgenommen, indem das Auslaßventil 294 geöffnet und das Abflußventil 296 geschlossen wird.

Bei der Benutzung der zweiten Form einer Teilchenabscheideeinrichtung (Fig. 12) sammeln sich die Teilchen am Boden des Behälters 314. Aus diesem Grunde liegt der Auslaß 318 über dem Boden des Behälters 314. Es ist normalerweise nicht erforderlich, die Oberfläche der Platte 310 zu reinigen, da die Teilchen aufgrund der Schwerkraft von der Oberfläche der Platte 310 in den Behälter 314 fallen. Prinzipiell ist die Arbeitsweise der Teilchenabscheideeinrichtung nach Fig. 12 die gleiche wie die bereits besprochene des Teilchenabscheiders nach Fig. 11, in der das Wasser gegen eine elektrisch leitende auf Erdpotential liegende Oberfläche entladen wird, die um wenige Grade wärmer oder kalter als das Wasser ist.

Die Betriebweise der anderen Ausführungsform der Behandlungsvorrichtungen ist ähnlich der bereits beschriebenen. Jede beliebige Ausführungsform der Behandlungsvorrichtung kann als erste Behandlungsstu ■ fe, zweite Behandlungsstufe oder eine Behandlungsstufc mit wahlweisem Wcchselfeld angewendet werden; dies hängt von der Benutzung oder Nichtbenutzung einer Isolation auf beiden Elektroden und der Auswahl der Spannungsquelle ab. Ein bedeutendes Merkmal aller Ausführungsformen ist, daß hohe Konzentration elektrischer Ladungen auf einem beliegien Teil der Elektroden außerhalb des Bereichs der Strömung des Mediums vermieden wird. Weiterhin sind alle Elektroden gegen Erdpotential isoliert, insbesondere die blanke Elektrode einer beliebigen Ausführungsform, die als erste Behandlungsstufe benutzt wird.

Ein besonderes Merkmal der Ausführungsform der Behandlungsvorrichtung nach F i g. 2 und 3 ist die Anwendung der Kanten 146 der Elektroden 132 und 134 mit relativ geringem Radius, zwischen denen das Medium quer von dem Einlaßschlitz 172 zu dem Auslaßschlitz 174 fließen muß. Der Abstand zwischen den Kanten 146 ist geringer als der Abstand zwischen jeder der Elektroden 132 oder 134 und jedem beliebigen Teil des Metallgehäuses 136. Dieser geringe Abstand in Verbindung mit den Kanten 146 von geringem Radius bewirkt, daß sich die elektrischen Ladungen an den Kanten 146 konzentrieren, um das vorbeifließende Medium der größten Dichte solcher Ladungen auszusetzen.

In der Ausführungsform einer Behandlungsstufe nach

den F i g. 6 und 7 liegt eine ähnliche Abstandsanordnung vor. Sie besteht darin, daß der geringste Abstand zwischen der inneren Elektrode 184 und dem Gehäuse 186 an der konkaven Oberfläche 206 des Wandteiles 188 des Gehäuses 186 vorliegt Somit wird das Medium.

welches durch den Bereich 214 strömt, der größten Dichte elektrischer Ladungen ausgesetzt

In den Fig. 13 und 14 bildet das Gehäuse 236 keine

ίο der Elektroden der Behandlungsausbildung, sondern das elektrische Feld wird innerhalb des Gehäuses 236 zwischen Trennwänden 244 und 246 durch die räumliche Anordnung und Polarisierung der Elektroden 234 konzentriert (Fig. 14). Die Elektroden 234 weisen abwechselnde Polarität zueinander auf und befinden sich untereinander in geringerem Abstand als jeweils zu dem Gehäuse 236. Wenn es erwünscht ist, kann ein Aufbau ähnlich dem in F i g. 13 und 14 gezeigten sowohl als erste Behandlungsstufe als auch als zweite Behandlungsstufe angewendet werden, indem eine zweite Reihe von Elektroden zwischen den Elektroden 234 und dem Gehäuse 236 in der Umgebung der Elektroden 234 angebracht wird. Die hinzugefügten Elektroden würden alle von dem Medium isoliert sein und abwechselnde Polarität aufweisen, während jede der Elektroden 234 einer Polarität blank gelassen würde, um hierdurch die Ausbildung einer ersten Behandlungsstufe innerhalb eines Ringes oder einer Reihe isolierter Elektroden auszubilden, die die Wirkung der zweiten Behandlungsstufe ausüben. Da das Medium zentral zu den Elektroden 234 eingeführt wird und radial nach außen in Richtung des Gehäuses 236 fließt, würde das Wasser zunächst der Wirkung der ersten Behandlungsstufe der veränderten Elektroden 234 und dann der Wirkung der zweiten Behandlungsstufe der hinzugefügten äußeren Elektroden unterworfen.

Es wurde gefunden, daß die Behandlung mit einer ersten Vorrichtung durch Anwendung eines elektrischen Feldes zwischen einer blanken Elektrode und einer isolierten Elektrode ebenfalls für die Behandlung von Ölen oder Benzinen natürlich ist, um Kohlenstoffablagerungen in der Verbrennungskammer und zugeordneten Bauteilen einer ineren Verbrennungsmaschine zu verringern. Darüber hinaus ist Wasser, das der ersten Behandlung unterworfen wurde, ein besseres Benetzungsmittel mit verminderter Oberflächenspannung, das damit die Härte von Beton verbessert Beim Auswaschen von zerstückelten Zusatzstoffen bei der Mischung von Beton entfernt das der ersten Behandlung unterworfene Wasser fremde Materialien von den Zusatzstoffen, die schließlich ungünstig für die Qualität des Betons sein würden. Somit wird klar, daß die erste Behandlungsweise oder die zusammengesetzte Behandlung, die durch das in Fig. 1 dargestellte System erreicht wird, großen Nutzen und Anwendung gefunden hat.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (12)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur Behandlung von flüssigen oder gasförmigen Medien in einem elektrostatischen Feld s mit mindestens zwei Elektroden, von denen mindestens eine gegenüber den zu behandelnden Medien isoliert ist, um elektrische Entladung zwischen den Elektroden zu verhindern, und mit einer Halterung zum Befestigen der Elektroden in definiertem Abstand zueinander zur Bildung einer dazwischen liegenden Behandlungszone, wobei Teile von mindestens einer Elektrode außerhalb der Behandlungszone liegen, mit einer Einrichtung zur Führung des zu behandelnden Mediums innerhalb eines aktiven Bereichs der Elektroden und mit einer Einrichtung zur elektrostatischen Aufladung der Elektroden, wobei alle Elektrodenteile außerhalb der Behandlungszone von der gegenüberliegenden Elektrode weiter entfernt sind als der definierte Absland zwischen den Elektroden in der Behandlungszone, dadurch gekennzeichnet, daß alle Elektrodenteile von den anderen leitenden Teilen der Vorrichtung weiter entfernt sind als der definierte Abstand zwischen den Elektroden und daß die Elektrodenteile außerhalb der Behandlungszone abgerundete Oberflächen aufweisen, wodurch das elektrostatische Feld innerhalb der Behandlungszone konzentriert wird.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß beide Elektroden (38, 40) im wesentlichen /.ylindrisch und mit im wesentlichen halbkugelförmigen Endabschlüssen (60, 58, 44, 46) versehen sind, wobei die eine Elektrode (38) koaxial in der anderen Elektrode (40) und mit Abstand zu dieser angeordnet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Halterung an jedem Endabschluß (58, 60) der inneren Elektrode (38) eine Isolationsstützeinrichtung (54) aufweist, welche die Entfernung zwischen dem jeweiligen Paar von Endabschlüssen (58, 60) der inneren (38) und äußeren Elektrode (40) überbrücken.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Aufladen der Elektroden einen Leiter (78) aufweist, der sich durch einen Endabschiuß (46) der äußeren Elektrode (40) und durch die entsprechende Isolationsstützeinrichtung (54) hindurch erstreckt und mit dem zugehörigen Endabschluß (58) der inneren Elektrode (38) elektrisch verbunden ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Halterung zwei im Abstand angeordnete isolierte Trennwände (50, 52) aufweist, welche die innere Elektrode (38) angrenzend zu den sich gegenüberliegenden Endabschlüssen (58,60) der inneren Elektroden umgeben, um die Elektroden (38, 40) in koaxialer Lage zu halten und gegenüberliegenden Grenzen des Behandlungsbereichs (43) zu bilden.

6. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine der Elektroden (38, 40) eine Reihe von verhältnismäßig scharfen Rippen (264) aufweist, welche die Llektrode umgeben und entlang dieser im Abstand innerhalb des Behändlungsbereiches angeordnet sind, um die Ladung entlang dieser Rippen zu konzentrieren (Fi g. 9).

7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede Elektrode (132, 134) eine Längskante (146) mit kleinem Krümmungsradius aufweist, um die Ladungen entlang dieser Kante zu konzentrieren, wobei die Elektroden (132, 134) mit diesen Längskanten (146) einander gegenüberliegend gehalten werden, um zwischen sich einen Behandlungsbereich (142) zu bilden (F i g. 2,3).

8. Vorrichtung nach Anspruch !,dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden (84, 86) flache, parallel im Abstand angeordnete Platten sind, die zwischen sich den Behandlungsraum (114) bilden und abgerundete Kanten aufweisen, um die Ladungskonzentration an diesen Kanten zu vermindern (F i g. 4,5).

9. Vorrichtung nach Anspruch !,dadurch gekennzeichnet, daß eine der Elektroden (184) innerhalb der anderen Elektrode (Gehäuse 186) axial versetzt zu dieser angeordnet isi, um eine Oberfläche (192) der inneren Elektrode (184) näher zur entsprechenden Oberfläche (206) der anderen Elektrode (186) als die Entfernung zwischen den übrigen Bereichen der Elektroden anzuordnen, wobei die Behandlungszone (214) zwischen diesen zwei Oberflächen der Elektroden liegt (F i g. 6,7).

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche (Isolation 192) der inneren Elektrode (184) konvex und die Oberfläche (206) der äußeren Elektrode (186) konkav und im wesentlichen konzentrisch zu der konvexen Oberfläche liegt.

11. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden (234) im wesentlichen zylindrisch und innerhalb eines zylindrischen Gehäuses (236) näher zueinander als zum Gehäuse(236)angeordnet sind(Fig. 13.14).

12. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden Komponenten eines vollständigen Behandlungssystems (22, 26, 30) sind, daß weiterhin ein zweites Paar von geladenen Elektroden (84, 86) stromabwärts von den zuerst erwähnten Elektroden (38, 40) liegt, wobei diese Paare voneinander und anderen leitenden Teilen in der gleichen Weise entfernt liegen wie das erste Paar, und daß beide Elektroden (84, 86) des zweiten Paares von der Flüssigkeit isoliert sind, und daß ein Filter (30) stromabwärts von dem zweiten Paar zur Entfernung von Teilchen aus der Flüssigkeit angeordnet ist (Fi g. 1,4).